Intelov automatizirani vrtlarski sistem: 16 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

[Reproduciraj video]

Zdravo svima !!!

Ovo je moj prvi Instructabe na Intel Edisonu. Ovo uputstvo je vodič za izradu automatskog sistema za navodnjavanje (navodnjavanje kapanjem) za male biljke ili bilje u saksijama, koristeći Intel Edison i druge jeftine elektronske senzore. Ovo je savršeno za uzgoj sobnih biljaka. Ali ova ideja se može primijeniti za veći sistem.

Pripadam selu i imamo svoju firmu. Tokom boravka u mom selu dobijali smo dosta svježeg povrća/lišća začinskog bilja iz naše firme (vidi gornje slike). Ali sada je situacija drugačija, jer ostajem u grad nema više svježeg povrća/biljnog lišća. Moram kupiti ovo u trgovini koje nije nimalo svježe. Osim toga uzgajaju se korištenjem štetnih pesticida koji nisu dobri za zdravlje. Zato planiram učvršćivati bilje balkon koji je potpuno svjež i bezopasan. Ali učvršćivanje je dugotrajan proces. Uvijek zaboravljam dati vodu u svoje cvjetnice. To dovodi do ideje o automatiziranom vrtlarskom sistemu.

Sistem je dizajniran da osjeti vlažnost tla, količinu svjetlosti koja pada na biljke i brzinu protoka vode. Kada je sadržaj vlage u tlu prenizak, sistem će dati naredbu za pokretanje pumpe i zalijevanje tla. Mjerač protoka prati potrošnju vode.

Osim toga, Intel Edison će prenositi informacije o nivou vlage, ambijentalnom svjetlu i brzini protoka na web. Možete pratiti sve podatke sa svog pametnog telefona pomoću aplikacija Blynk. Zatim se twit može automatski poslati na vaš račun ako vlaga padne ispod zadane granične vrijednosti.

Briga o okolišu postala je vrlo važna posljednjih godina i sve je veća potražnja za "zelenim" aplikacijama koje mogu pomoći u smanjenju emisije CO2 ili učiniti učinkovitijim upravljanje potrošnjom energije. Kako bih projekt učinio pouzdanijim i ekološki prihvatljivijim, koristio sam solarne energije za napajanje cijelog sistema.

Korak 1: Potrebni dijelovi

1. Intel Edison ploča (Amazon)

2. Senzor vlage (Amazon)

3. Senzor protoka (Amazon)

4. DC pumpa (Amazon)

5. Photocell /LDR (Amazon)

6. MOSFET (IRF540 ili IRL540) (Amazon)

7. Tranzistor (2N3904) (Amazon)

8. Dioda (1N4001) (Amazon)

9. Otpornici (10K x2, 1K x1, 330R x1)

10. Kondenzator -10uF (Amazon)

11. Zelena LED dioda

12. Dvostrana prototipna ploča (5 cm x 7 cm) (Amazon)

13. JST M/Ž konektori sa žicama (2 pina x 3, 3 pina x1) (eBay)

14. DC Jack- muški (Amazon)

15. Igle zaglavlja (Amazon)

16. Solarni panel 10W (Voc = 20V-25V) (Amazon)

17. Kontroler solarnog punjenja (Amazon)

18. Zatvorena olovna baterija (Amazon)

Potrebni alati:

1. Lemilica (Amazon)

2. Rezač /skidač žice (Amazon)

3. Pištolj za vruće ljepilo (Amazon)

4. Bušilica (Amazon)

Korak 2: Kako sistem funkcionira

Srce projekta je ploča Intel Edison. Priključena je na različite senzore (poput vlažnosti tla, svjetlosti, temperature, protoka vode itd.) I pumpu za vodu. Senzori nadziru različite parametre poput vlage tla, sunčeve svjetlosti i vode protok/ potrošnja se zatim šalje na Intel ploču. Zatim Intelova ploča obrađuje podatke koji dolaze sa senzora i daje naredbu pumpi za vodu da zalije postrojenje.

Različiti parametri se zatim šalju na web putem Intel Edison -ove ugrađene WiFi mreže. Zatim se povezuje s Blynk aplikacijama za praćenje postrojenja sa vašeg pametnog telefona/tableta.

Radi lakšeg razumijevanja, podijelio sam projekte na manje dijelove kako slijedi

1. Početak rada s Edisonom

2. Napajanje za projekat

3. Povezivanje i testiranje senzora

4. Izrada kola / štita

5. Povezivanje s aplikacijom Blynk

6. Softver

7. Priprema kućišta

8. Završno testiranje

Korak 3: Podešavanje Intel Edison -a

Kupio sam ovu ploču za proširenje Intel Edison i Arduino od Amazona. Nisam imao sreće jer to nisam dobio iz Kampanje koja se može uputiti. Poznat mi je Arduino, ali ustajanje i rad s Intel Edisonom bilo mi je pomalo teško. U svakom slučaju, nakon nekoliko dana pokušaja, otkrio sam da je prilično jednostavan za upotrebu. Vodit ću vas, slijedeći nekoliko koraka za brzi početak. Zato nemojte se plašiti:)

Samo slijedite sljedeće upute koje dobro pokrivaju kako započeti s Edisonom

Ako ste apsolutni početnik, slijedite ove upute

Apsolutni vodič za početnike za Intel Edison

Ako ste korisnik Mac računara, slijedite ove upute

PRAVI vodič za početnike za postavljanje Intel Edison -a (sa Mac OS -om)

Osim ovih Sparkfun i Intel imaju odlične vodiče za početak rada s Edisonom.

1. Vodič za Sparkfun

2. Intel Vodič

Preuzmite sav potreban softver sa web lokacije Intel

software.intel.com/en-us/iot/hardware/edison/downloads

Nakon preuzimanja softvera morate instalirati upravljačke programe, IDE i OS

Vozači:

1. FTDI upravljački program

2. Edison Driver

IDE:

Arduino IDE

Osvežavanje OS -a:

Edison sa Yocto Linux slikom

Nakon što sve instalirate, morate postaviti WiFi vezu

Korak 4: Napajanje

Za ovaj projekt potrebna nam je snaga u dvije svrhe

1. Za napajanje Intel Edisona (7-12V DC) i različitih senzora (5V DC)

2. Za pokretanje istosmjerne pumpe (9V DC)

Za napajanje cijelog projekta biram 12V olovnu bateriju sa olovnom kiselinom. Budući da sam je nabavio iz starog računara UPS -a. Tada sam mislio koristiti solarnu energiju za punjenje baterije. Tako da je sada moj projekt potpuno pouzdan i ekološki prihvatljiv.

Pogledajte gornje slike za pripremu izvora napajanja.

Solarni sistem punjenja sastoji se od dvije glavne komponente

1. Solarni panel: Pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju

2. Solarni kontroler punjenja: Za optimalno punjenje baterije i kontrolu opterećenja

Napisao sam 3 instrukcije o izradi kontrolera solarnog punjenja, pa ga možete slijediti kako biste ga sami napravili.

ARDUINO-SOLARNI-KONTROLER PUNJENJA

Ako ne želite proizvoditi, samo ga kupite na eBayu ili Amazonu.

Veza:

Većina kontrolera punjenja obično ima 3 terminala: solarni, akumulator i opterećenje.

Prvo spojite kontroler punjenja na bateriju jer to omogućuje kalibraciju kontrolera punjenja na odgovarajući napon sistema. Prvo spojite negativni terminal, a zatim pozitivni. Spojite solarni panel (prvo negativan, a zatim pozitivan) Na kraju se spojite na terminal istosmjernog opterećenja. U našem slučaju opterećenje je Intel Edison i istosmjerna pumpa.

Ali Intelovoj ploči i pumpi treba stabilan napon. Dakle, DC-DC pretvarač napona je spojen na priključak istosmjernog opterećenja kontrolera punjenja.

Korak 5: Senzor vlage

Rad senzora vlage temelji se na otpornosti vode za određivanje nivoa vlage u tlu. Senzori mjere otpor između dvije odvojene dvije sonde slanjem struje kroz jednu od njih i očitavanjem odgovarajućeg pada napona zbog poznate vrijednosti otpornika.

Što je više vode, to je otpor manji i pomoću toga možemo odrediti granične vrijednosti za sadržaj vlage. Kada je tlo suho, otpor će biti visok, a LM-393 će pokazati visoku vrijednost na izlazu. Kada je tlo vlažno, pokazat će nisku vrijednost u izlazu.

LM -393 DRIVER (senzor vlage) -> Intel Edison

GND -> GND

5 V -> 5

IZLAZ -> A0

Test kod:

int moist_sensor_Pin = A0; // Senzor je spojen na analogni pin A0

int moist_sensor_Value = 0; // varijabla za spremanje vrijednosti koja dolazi iz senzora void setup () {Serial.begin (9600); } void loop () {// očitavanje vrijednosti sa senzora: moist_sensor_Value = analogRead (moist_sensor_Pin); kašnjenje (1000); Serial.print ("Očitavanje senzora vlage ="); Serial.println (moist_sensor_Value); }

Korak 6: Senzor svjetla

Za praćenje količine sunčeve svjetlosti koja pada na biljku potreban nam je svjetlosni senzor. Za njega možete kupiti gotov senzor. Ali ja radije izrađujem svoj pomoću fotoćelije/LDR -a. Vrlo je jeftin, lako ga je nabaviti u mnogim veličinama i specifikacijama.

Kako radi ?

Fotoćelija je u osnovi otpornik koji mijenja svoju otporničku vrijednost (u ohmima) ovisno o tome koliko svjetlosti sija na iskrivljeno lice. Veća količina svjetlosti koja pada na nju smanjuje otpor i obrnuto.

Da biste saznali više o fotoćeliji, kliknite ovdje

Krug ploče za hljeb:

Senzor svjetla može se napraviti tako da se napravi krug razdjelnika napona s gornjim otporom (R1) kao fotoćelija/LDR i a i nižim otporom (R2) kao otpornik od 10 K. Vidite gornji krug prikazan.

Da biste saznali više o tome, možete vidjeti vodič za adafruit.

Veza:

LDR jedan pin - 5V

Spoj --- A1

10K otpornik, jedan pin - GND

Opcijski krug filtera za šum: Spojite 0,1uF kondenzator preko 10K otpornika kako biste filtrirali neželjenu buku.

Test kod:

Rezultat:

Očitavanje serijskog monitora pokazuje da je vrijednost senzora veća za jako sunčevo svjetlo i niža za vrijeme sjene.

int LDR = A1; // LDR je spojen na analogni pin A1

int LDRValue = 0; // to je varijabla za spremanje LDR vrijednosti void setup () {Serial.begin (9600); // pokretanje serijskog monitora sa 9600 buad} void loop () {LDRValue = analogRead (LDR); // čita vrijednost ldr -a putem LDR Serial.print ("Vrijednost senzora svjetlosti:"); Serial.println (LDRValue); // ispisuje LDR vrijednosti na kašnjenje serijskog monitora (50); // Ovo je brzina kojom LDR šalje vrijednost arduinu}

Korak 7: Napravite svjetlosni senzor

Ako imate Seeedstudio senzor svjetla utoru, možete preskočiti ovaj korak. Ali ja nemam senzor utora, pa sam napravio svoj. Ako ćete bez sumnje naučiti više i osjećat ćete veliko zadovoljstvo nakon završetka.

Uzmite dva komada žica željene duljine i skinite izolaciju na krajevima. Priključite dvopolni JST konektor na kraju. Možete kupiti i konektor sa žicama.

Fotoćelija ima duge noge koje još uvijek treba ošišati na kratke stubove kako bi odgovarale olovnim žicama.

Izrežite dva kratka komada termoskupljajućeg materijala kako biste izolirali svaku nogu. Umetnite termoskupljajuću cijev u žice.

Zatim se fotoćelija lemi na kraj vodećih žica.

Sada je senzor spreman. Dakle, možete ga jednostavno vezati na željenu lokaciju. 10K otpornik i 0,1uF kondenzator bit će lemljeni na glavnoj ploči, što ću objasniti kasnije.

Korak 8: Senzor protoka

Senzor protoka se koristi za mjerenje tekućine koja teče kroz cijev / posudu. Možda mislite zašto nam je potreban ovaj senzor. Postoje dva glavna razloga

1. Za mjerenje količine vode koja se koristi za zalijevanje biljaka kako bi se spriječilo rasipanje

2. Isključite pumpu kako biste izbjegli rad na suho.

Kako funkcioniše senzor?

Radi na principu “Hall efekta”. Razlika napona inducira se u vodiču okomitom na električnu struju i magnetskom polju okomito na njega. Mali rotor ventilatora/elise postavljen je na putu protoka tekućine, kada tečnost teče rotor se okreće. Vratilo rotora povezano je s Hall -ovim senzorom. To je raspored zavojnice koja teče strujom i magneta spojenog na vratilo rotora. Tako se napon/impuls inducira pri rotiranju rotora. U ovom mjeraču protoka za svaku litru tekućine koja prođe kroz njega u minuti izlazi oko nekoliko impulsa. Brzina protoka u L/h može se izračunati brojenjem impulsa sa izlaza senzora. Intel Edison će obaviti posao brojanja.

Senzori protoka dolaze s tri žice:

1. Crveno/VCC (5-24V DC ulaz)

2. Crna/GND (0V)

3. Žuta/OUT (pulsni izlaz)

Priprema konektora pumpe: Pumpa dolazi s JST konektorom i žicama. Ali ženski konektor u mojoj zalihi nije mu odgovarao, a dužina žice je također mala. Pa sam izrezao originalni konektor i lemio novi konektor odgovarajuće veličine.

Veza:

Senzor ---- Intel

Vcc - 5V

GND-- GND

IZLAZ - D2

Test kod:

Impulsni izlaz senzora protoka spojen je na digitalni pin 2. Pin-2 služi kao vanjski prekidni pin.

Ovo se koristi za očitavanje izlaznih impulsa koji dolaze sa senzora protoka vode. Kada Intelova ploča detektira puls, odmah pokreće funkciju.

Da biste saznali više o Prekidu, možete vidjeti stranicu Arduino reference.

Testni kôd je preuzet iz SeeedStudio. Za više detalja možete pogledati ovdje

Napomena: Za proračun protoka morate promijeniti jednadžbu prema podacima u vašoj pumpi.

// očitavanje protoka tekućine pomoću Seeeduina i senzora protoka vode sa Seeedstudio.com// Kod prilagođen Charles Gantt iz PC ventilatora RPM kod koji je napisao Crenn @thebestcasescenario.com // http: /themakersworkbench.com https://thebestcasescenario.com https://seeedstudio.com volatile int NbTopsFan; // mjerenje rastućih rubova signala int Calc; int Hallsensor = 2; // Lokacija pina senzora void rpm () // Ovo je funkcija koju prekid poziva {NbTopsFan ++; // Ova funkcija mjeri rastući i padajući rub signala senzora Hall efekta} // Metoda setup () se pokreće jednom, kada skica započne void setup () // {pinMode (hallsensor, INPUT); // inicijalizira digitalni pin 2 kao ulaz Serial.begin (9600); // Ovo je funkcija postavljanja gdje se serijski port inicijalizira, attachInterrupt (0, o/min, RISING); // i prekid je spojen} // metoda loop () radi uvijek iznova, // sve dok Arduino ima power void loop () {NbTopsFan = 0; // NbTops postavite na 0 spremno za proračune sei (); // Omogućava prekid prekida (1000); // Pričekajte 1 sekundu cli (); // Onemogući prekide Calc = (NbTopsFan * 60 /73); // (Frekvencija impulsa x 60)/73Q, = brzina protoka u L/sat Serijski ispis (Calc, DEC); // Ispisuje broj izračunat iznad Serial.print ("L/sat / r / n"); // Štampa "L/sat" i vraća novu liniju}

Korak 9: DC pumpa

Pumpa je u osnovi reducirani istosmjerni motor, pa ima veliki okretni moment. Unutar pumpe nalazi se detelinski valjak. Dok se motor okreće, djetelina pritiska cijev da pritisne tekućinu. Pumpu nije potrebno napuniti vodom i u stvari se može sama napuniti vodom pola metra s lakoćom.

Pumpa nije uronjiva. Dakle, nikada ne dodiruje tekućinu i čini je odličnim izborom za manje vrtlarstvo.

Krug vozača:

Ne možemo napajati pumpu direktno s Edisionovih pinova jer Edisonovi pinovi mogu napajati samo malu količinu struje. Dakle, za pogon pumpe potreban nam je poseban krug upravljačkog programa. Upravljački program se može napraviti pomoću n -kanalnog MOSFET -a.

Možete vidjeti krug upravljačkog programa prikazan na gornjoj slici.

Pumpa ima dva priključka. Terminal označen crvenom tačkom je pozitivan. Pogledajte sliku.

Preporučuje se da DC pumpa radi na 3V do 9V. Ali naš izvor napajanja je baterija od 12V. Da bismo postigli željeni napon, moramo smanjiti napon. To čini DC Buck pretvarač. Izlazna snaga je podešena na 9V podešavanjem ugrađenog potenciometra.

Napomena: Ako koristite IRL540 MOSFET tada nema potrebe za postavljanjem upravljačkog kruga jer je to logički nivo.

Priprema priključka pumpe:

Uzmite dvopolni JST konektor sa žicom. Zatim lemite crvenu žicu prema polaritetu sa oznakom tačke i crnom žicom na drugi priključak.

Napomena: Molimo vas da ne testirate dugo bez opterećenja, unutra je sa plastičnim listovima, ne može usisati nečistoću.

Korak 10: Pripremite štit

Kako nisam imao utor za spajanje senzora. Da bih olakšao povezivanje, napravio sam svoj.

Za izradu sam koristio dvostranu prototipnu ploču (5 cm x 7 cm).

Izrežite 3 trake ravnog muškog zaglavlja kao što je prikazano na slici.

Umetnite zaglavlje u Intel ženska zaglavlja.

Postavite prototipnu ploču neposredno iznad nje i označite položaj markerom.

Zatim lemite sva zaglavlja.

Korak 11: Napravite Cicrcuit

Štit se sastoji od:

1. Konektor za napajanje (2 pina)

2. Konektor pumpe (2 pina) i njegov upravljački krug (IRF540 MOSFET, 2N3904 tranzistor, 10K i 1K otpornici i 1N4001 protiv paralelne diode)

3. Konektori senzora:

• Senzor vlage - Priključak za senzor vlage izrađen je sa 3 pinska ravna muška zaglavlja.
• Senzor svjetla - Konektor svjetlosnog senzora je 2 -pinski JST ženski konektor, pridruženo kolo (10K otpornik i 0,1uF kondenzator) je napravljeno na štitu
• Senzor protoka: Konektor osjetnika protoka je 3 -polni ženski JST konektor.

4. LED pumpe: Zelena LED se koristi za poznavanje statusa pumpe. (Zelena LED dioda i otpornik 330R)

Lemite sve konektore i ostale komponente prema gornjoj shemi.

Korak 12: Instalirajte aplikaciju i biblioteku Blynk

Budući da Intel Edision ima ugrađen WiFi, mislio sam ga povezati sa svojim usmjerivačem i nadzirati biljke sa svog pametnog telefona. Ali za izradu odgovarajućih aplikacija potrebna je neka vrsta kodiranja. Tražio sam jednostavnu opciju kako bi je uspio svatko s malo iskustva. Najbolja opcija koju sam pronašao je korištenje aplikacije Blynk.

Blynk je aplikacija koja omogućuje potpunu kontrolu nad Arduinom, Rasberryjem, Intel Edisionom i mnogim drugim hardverom. Kompatibilna je i za Android i za iPhone. Trenutno je aplikacija Blynk dostupna besplatno.

Aplikaciju možete preuzeti sa sljedeće veze

1. Za Android

2. Za iPhone

Nakon preuzimanja aplikacije, instalirajte je na svoj pametni telefon.

Zatim morate uvesti biblioteku u svoj Arduino IDE.

Preuzmite biblioteku

Prilikom prvog pokretanja aplikacije morate se prijaviti - stoga unesite adresu e -pošte i lozinku.

Kliknite na “+” u gornjem desnom kutu zaslona za kreiranje novog projekta. Zatim mu dajte naziv. Nazvao sam ga “Automatizirani vrt”.

Odaberite ciljni hardver Intel Edision

Zatim kliknite na „E-pošta“da biste sebi poslali autorizacijski token-trebat će vam u kodu

Korak 13: Izrada nadzorne ploče

Nadzorna ploča sastoji se od različitih widgeta. Za dodavanje widgeta slijedite donje korake:

Pritisnite „Kreiraj“za ulazak na glavni ekran nadzorne ploče.

Zatim ponovo pritisnite “+” da biste dobili “Widget Box”

Zatim povucite 2 grafikona.

Kliknite na grafikone i otvoriće se meni sa postavkama kao što je prikazano gore.

Morate promijeniti naziv "Vlaga", odabrati virtualni pin V1, a zatim promijeniti raspon od 0 -100.

Promijenite položaj klizača za različite uzorke grafikona. Like Bar ili Line.

Boju možete promijeniti i klikom na ikonu kruga s desne strane imena.

Zatim dodajte dva mjerača, 1 prikaz vrijednosti i twiter.

Slijedite istu proceduru za postavljanje. Možete pogledati gore prikazane slike.

Korak 14: Programiranje:

U ranijim koracima ste testirali sav kod senzora. Sada je vrijeme da ih spojite zajedno.

Kôd možete preuzeti sa donje veze.

Otvorite Arduino IDE i odaberite naziv ploče "Intel Edison" i PORT No.

Otpremite kôd. Kliknite ikonu trokuta u gornjem desnom kutu aplikacije Blynk. Sada biste trebali vizualizirati grafikone i druge parametre.

Ažuriranja o evidentiranju WiFi podataka (27. 10. 2015): Rad Blynk aplikacije testiran na senzor vlage i svjetla. Radim na senzoru protoka i Twiteru.

Zato budite u kontaktu radi ažuriranja.

Korak 15: Priprema kućišta

Da bi sistem bio kompaktan i prenosiv, sve sam dijelove stavio u plastično kućište.

Prvo postavite sve komponente i označite ih za izradu rupa (za cijevi, vezice za pričvršćivanje pumpe i žice)

Povežite pumpu pomoću vezice za kabel.

Izrežite malu silikonsku cijev i spojite je između ispusta pumpe i osjetnika protoka.

Umetnite dugu silikonsku cijev u rupe blizu usisa pumpe.

Umetnite drugu silikonsku cijev i spojite je sa senzorom protoka.

Instalirajte pretvarač dolara na jednu bočnu stranu kućišta. Možete nanijeti ljepilo ili 3M podlogu kao i ja.

Nanesite vruće ljepilo na podnožje senzora protoka.

Postavite Intelovu ploču s pripremljenim štitom. Primijenio sam 3M montažne kvadrate za lijepljenje na kućište.

Na kraju spojite sve senzore na odgovarajuće zaglavlje na štitu.

Korak 16: Završno testiranje

Otvorite aplikaciju Blynk i pritisnite dugme za reprodukciju (ikona u obliku trokuta) da biste pokrenuli projekt. Nakon što pričekate nekoliko sekundi, grafikoni i mjerači bi trebali biti aktivni. To znači da je vaš Intel Edison povezan s usmjerivačem.

Test senzora vlage:

Uzeo je posudu sa suhim tlom i umetnuo senzor vlage. Zatim postepeno sipajte vodu i promatrajte očitanja na svom pametnom telefonu. Trebalo bi je povećati.

Senzor svjetla:

Senzor svjetla može se provjeriti tako da se svjetlosni senzor pokaže prema svjetlu i dalje od njega. Promjene bi se trebale odraziti na grafikonu i mjeračima vašeg pametnog telefona.

DC pumpa:

Kada nivo vlage padne ispod 40%, pumpa će se pokrenuti i zasvijetlit će zelena LED dioda. Možete ukloniti sondu iz mokrog tla kako biste simulirali situaciju.

Senzor protoka:

Kod senzora protoka radi na Arduinu, ali daje određenu grešku na Intel Edisonu. Radim na tome.

Twiter twit:

Još nije testirano. Učinit ću to što je prije moguće. Pratite ažuriranja.

Takođe možete vidjeti demo video

Ako vam se svidio ovaj članak, ne zaboravite ga proslijediti! Pratite me za još DIY projekata i ideja. Hvala ti !!!

Prva nagrada na Intel® IoT Invitational